Nghiên cứu, chế tạo cảm biến đo từ trường dựa trên hiệu ứng hall phẳng dạng cầu wheatstone (2018)

Hình ảnh một số ứng dụng của vật liệu từ cứng: a Nam châm vĩnh cửu, b Bệ phóng tàu con thoi tương lai .... Hình ảnh một số ứng dụng của vật liệu từ mềm: a Hình ảnh bên trong của một máy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA VẬT LÝ

======

NGUYỄN VĂN THIỀN

NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO CẢM BIẾN ĐO

TỪ TRƯỜNG DỰA TRÊN HIỆU ỨNG HALL PHẲNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA VẬT LÝ

======

NGUYỄN VĂN THIỀN

NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO CẢM BIẾN ĐO

TỪ TRƯỜNG DỰA TRÊN HIỆU ỨNG HALL PHẲNG

LỜI CÁM ƠN

Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Lê Khắc Quynh người đã giúp đỡ định hướng nghiên cứu, cung cấp cho em những tài liệu quý báu, tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, tạo điều kiện tốt nhất trong quá trình hoàn thành khoá luận tốt nghiệp

Tiếp theo, em xin cám ơn tất cả các thầy, các cô thuộc Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 nói chung và các thầy, các cô trong khoa Vật Lý nói riêng đã giảng dạy, dìu dắt và cung cấp cho em những nền tảng khoa học từ kiến thức

cơ bản đến kiến thức chuyên sâu, cũng như kĩ năng thực hành, thực nghiệm trong suốt bốn năm học qua

Cuối cùng, em xin gửi những lời chúc tốt đẹp nhất đến bố mẹ, gia đình và bạn bè đã luôn bên cạnh, kịp thời giúp đỡ và động viên em vượt qua những khó khăn, hoàn thành khoá luận một cách tốt đẹp

Là một sinh viên lần đầu tiên nghiên cứu khoa học nên khoá luận của em không tránh khỏi sự thiếu sót, vì vậy em rất mong nhận được những đóng góp

ý kiến của thầy cô và bạn bè để khoá luận được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn!

LỜI CAM ĐOAN

Khóa luận tốt nghiệp của em hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo ThS Lê Khắc Quynh Trong quá trình nghiên cứu hoàn thành bản khóa luận em có tham khảo một số tài liệu của một số tác giả đã ghi trong phần tài liệu tham khảo

Em xin cam đoan những kết quả nghiên cứu trong khoá luận hoàn toàn là trung thực và chưa từng được công bố bởi bất kì nơi nào khác, mọi nguồn tài liệu tham khảo đều được trích dẫn một cách rõ ràng

Hà Nội, ngày 05 tháng 5 năm 2018

Sinh Viên

Nguyễn Văn Thiền

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

4 Nhiệm vụ của đề tài 1

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Cấu trúc của đề tài 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Phân loại vật liệu từ 3

1.1.1 Chất nghịch từ 3

1.1.2 Chất thuận từ 5

1.1.3 Chất sắt từ 6

1.1.3.1 Vật liệu từ cứng 9

1.1.3.2 Vật liệu từ mềm 10

1.1.3.3 Vật liệu ghi từ 12

1.1.4 Chất phản sắt từ 13

1.1.5 Chất feri từ 15

1.2 Các hiệu ứng từ điện trở 17

1.2.1 Hiệu ứng từ điện trở 17

1.2.2 Hiệu ứng ARM 18

1.2.3 Hiệu ứng Hall thường 20

1.2.4 Hiệu ứng Hall phẳng 22

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 25

2.1 Chế tạo cảm biến 25

2.2 Phún xạ tạo màng 26

2.3 Hệ đo tính chất từ VSM 27

2.4 Hệ đo hiệu ứng Hall phẳng 28

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

3.1 Tính chất từ của lớp màng NiFe 30

3.1.1 Tính chất từ của lớp màng phụ thuộc vào tường ghim 30

3.1.2 Tính chất từ phụ thuộc vào tính dị hướng hình dang cảm biến 31

3.1.3 Tính chất từ của lớp màng phụ thuộc vào bề dày 32

3.2 Khảo sát tín hiệu Hall của cảm biến có kích thước tối ưu 33

KẾT LUẬN CHUNG 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 36

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Đường cong từ trễ của màng mỏng sắt từ Co13Cu887 trên đế Si đo bằng từ kế mẫu rung 4 Hình 1.2 Hình ảnh mô tả sự sắp xếp các mômen từ của chất thuận từ 5 Hình 1.3 Hình ảnh đômen từ khi không có từ trường ngoài tác dụng và có từ trường ngoài tác dụng 7 Hình 1.4 Hình vẽ đường cong từ trễ của vật liệu sắt từ 8 Hình 1.5 Hình vẽ mô tả sự biến đổi nhiệt độ Curie của vật liệu sắt từ 8 Hình 1.6 Hình ảnh một số ứng dụng của vật liệu từ cứng: (a) Nam châm vĩnh cửu, (b) Bệ phóng tàu con thoi tương lai 9 Hình 1.7 Hình ảnh một số ứng dụng của vật liệu từ mềm: (a) Hình ảnh bên trong của một máy biến thế, (b) Hình ảnh nam châm điện đầu tiên làm từ một lõi sắt non 11 Hình 1.8 Hình vẽ mô tả diện tích đường cong từ trễ của vật liệu từ cứng và vật liệu từ mềm 12 Hình 1.9 Hình ảnh ứng dụng của vật liệu ghi từ 12 Hình 1.10 Hình ảnh mô tả cấu trúc từ của vật liệu phản sắt từ, gồm 2 phân mạng spin đối song và bằng nhau 13 Hình 1.11 Hình ảnh mô tả sự liên kết phản sắt từ trong các màng mỏng đa lớp valse spin trong ổ đĩa cứng 14 Hình 1.12 Hình ảnh mô tả sắp xếp của các mômen từ nguyên tử trong vật liệu feri từ 15 Hình 1.13 Hình ảnh mô tả cấu trúc của ferrite spinel 16 Hình 1.14 Hình vẽ mô tả sự bù trừ từ tính của 2 phân mạng và các điểm nhiệt

độ đặc biệt: Nhiệt độ Curie, nhiệt độ bù trừ 17

Hình 1.15 Sơ đồ thể hiện nguồn gốc vật lý của AMR 19

Hình 1.16 Đồ thị mô tả giá trị của điện trở thay đổi phụ thuộc vào góc giữa dòng điện chạy qua và hướng của vectơ từ hoá 20

Hình 1.17 Hình ảnh mô tả hướng và chiều tác dụng của từ trường ngoài trong hiệu ứng Hall 22

Hình 1.18 Mô hình hiệu ứng Hall phẳng 23

Hình 1.19 Sơ đồ minh họa sự khác nhau giữa hiệu ứng Hall thường và hiệu ứng Hall phẳng 23

Hình 1.20 Mô hình minh họa mối liên hệ giữa thế Hall phẳng và thế ARM 24

Hình 2.1 (a) Qui trình chế tạo cảm biến sử dụng các mặt nạ điện trở (a), mặt nạ điện cực (b), cảm biến mô phỏng (c) và cảm biến hoàn thiện (d) 25

Hình 2.2 Thiết bị phún xạ catot ATC-2000FC 26

Hình 2.3 Sơ đồ khối hệ đo từ kế mẫu rung 27

Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm đo hiệu ứng từ điện trở 28

Hình 2.5 Ảnh chụp hệ đo hiệu ứng từ điện trở 28

Hình 3.1 Đường cong từ trễ tỉ đối của các cảm biến được chế tạo với các từ trường ghim khác nhau: 900, 600 và 0 Oe 30

Hình 3.2 Đường cong từ hóa tỉ đối M/Ms của các cảm biến có cùng chiều rộng 1 mm nhưng chiều dài khác nhau 5, 7 và 10 mm với từ trường ngoài song song với phương từ hóa dễ 31

Hình 3.3 Đường cong từ hóa tỉ đối M/Ms của màng NiFe đo theo phương từ hóa dễ trên các cảm biến có bề dày khác nhau t = 5, 10, 15, 20 nm 32

Hình 3.4 (a) Đường cong độ lệch thế và (b) Đường cong độ nhạy của các cảm biến 1×10 mm, t = 5 nm, tại dòng cấp 1 mA 33

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Các cảm biến dựa trên các hiệu ứng khác nhau được sử dụng để đo từ trường, trong đó chủ yếu là các cảm biến dựa trên hiệu ứng quang và từ như cảm biến giao thoa lượng tử siêu dẫn, sợi quang, bơm quang học, cảm biến dựa trên hiệu ứng điện – từ, hiệu ứng Hall… Mỗi loại cảm biến đều có đặc thù riêng, có các ưu điểm và nhược điểm riêng tuỳ thuộc vào mục đích và phạm vi trong từng lĩnh vực ứng dụng

Ngày nay, với kích thước nhỏ, độ nhạy cao, dễ tương thích với các mạch điện tử, cảm biến từ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như y sinh, quân sự, giao thông, la bàn hàng hải, công nghệ hàng không vũ trụ, cảm biến

đo dòng, cảm biến đo từ trường nhỏ… Phổ biến nhất trong cảm biến từ là các cảm biến dựa trên hiệu ứng Hall phẳng, hiệu ứng điện từ và hiệu ứng từ điện trở, trong đó cảm biến dựa trên hiệu ứng Hall phẳng đang được nghiên cứu trở lại từ năm cỡ 2000 trở lại đây

Với mục tiêu chế tạo được cảm biến đo được từ trường với cấu hình đơn giản nhưng lại cho hiệu quả cao tôi đã chọn cảm biến dạng cầu Wheatstone dựa trên hiệu ứng Hall phẳng làm đề tài nghiên cứu của mình Tên đề tài

khóa luận là “Nghiên cứu, chế tạo cảm biến đo từ trường dựa trên hiệu ứng Hall phẳng dạng cầu Wheatstone”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu, chế tạo cảm biến đo từ trường dựa trên hiệu ứng Hall phẳng dạng cầu Wheatstone

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Vật liệu dạng màng mỏng sắt từ Ni80Fe20 có hiệu ứng Hall phẳng

4 Nhiệm vụ của đề tài

Chế tạo và khảo sát hiệu ứng Hall phẳng trên các cảm biến với các cấu

hình khác nhau

5 Phương pháp nghiên cứu

- Đọc, tra cứu và tổng hợp tài liệu có liên quan

- Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

- Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Phân loại vật liệu từ

Người ta phân loại vật liệu từ thành các chất sau: Chất nghịch từ, chất thuận từ, chất sắt từ, chất phản sắt từ và chất feri từ

Trên cơ sở lý thuyết các nhà khoa học đã chứng minh được là các mômen từ riêng (mômen spin) của electron cũng luôn ngược chiều nhau, nên tổng mômen từ riêng của nó cũng bằng không Do đó mômen từ nguyên tử của electron (mômen từ quỹ đạo và mômen từ spin) cũng bằng không Và khi đặt vào trong từ trường ngoài, các electron đều có mômen từ cảm ứng cùng chiều nhau và ngược chiều với từ trường ngoài Kết quả là mômen từ của mỗi nguyên tử khác không dẫn tới toàn bộ chất nghịch từ có mômen từ khác không đồng thời ngược chiều với từ trường ngoài

Hiện tượng nghịch từ thường xuất hiện ở tất cả các vật nhưng lại bị che lấp bởi các hiệu ứng khác chiếm ưu thế hơn (như hiện tượng thuận từ, hiện tượng sắt từ…) Hiện tượng nghịch từ được thể hiện rõ nhất ở những chất mà mômen từ tổng cộng của chúng bằng không

Ví dụ: Khí trơ, hợp chất hữu cơ, một số kim loại: Cu, Zn, Au, Ag…

C là hằng số Curie, T là nhiệt độ tuyệt đối)

Hình 1.2 Hình ảnh mô tả sự sắp xếp các mômen từ của chất thuận từ

Chất thuận từ là những chất có từ tính yếu (trong ngành từ học người ta

xếp chúng vào nhóm phi từ, có nghĩa là chất không có từ tính) Tính chất

thuận từ được thể hiện ở khả năng hưởng ứng thuận theo từ trường bên ngoài

(từ trường ngoài), có nghĩa là các chất này có các mômen từ nguyên tử

(nhưng giá trị nhỏ), khi có tác dụng của từ trường ngoài, các mômen từ này

sẽ bị quay theo hướng của từ trường ngoài và sẽ làm cho cảm ứng từ tổng

cộng trong chất tăng lên Khi chưa có từ trường ngoài, do sự chuyển động

nhiệt nên các mômen nguyên tử sắp xếp một cách hỗn loạn không có phương

ưu tiên Do đó, mômen từ tổng hợp của toàn vật thuận từ bằng không và vật

không có từ tính Khi có từ trường ngoài thì các mômen từ nguyên tử lại có

xu hướng sắp xếp theo hướng của từ trường đó là chiều ưu tiên Do đó, lúc

này toàn bộ chất thuận từ có mômen từ khác không, mômen từ tổng hợp sẽ

cùng chiều với từ trường ngoài Đây người ta gọi là hiệu ứng thuận từ

Dưới đây là một số chất thuận từ cơ bản thường thấy:

+ Các nguyên tử, phân tử sai hỏng mạng có số điện tử lẻ: Na tự do,

từ có rất giá trị lớn (cỡ hàng vạn, có một vài chất sắt từ chế tạo đặc biệt có thể lên tới hàng triệu)

Chất sắt từ là các chất có các mômen từ nguyên tử Nhưng nó khác biệt

so với các chất thuận từ ở chỗ là các mômen từ này lớn hơn và có khả năng tương tác với nhau (tương tác trao đổi sắt từ) Bản chất tương tác trao đổi sắt

từ này là tương tác tĩnh điện đặc biệt Tương tác này dẫn đến việc hình thành trong lòng vật liệu này các vùng (gọi là các đômen từ) mà trong mỗi đômen này các mômen từ lại được sắp xếp một cách hoàn toàn song song với nhau

tạo thành từ độ tự phát của vật liệu (nghĩa là độ từ hoá tồn tại ngay cả khi không có từ trường)

+ Khi không có từ trường, do năng lượng nhiệt làm cho các mômen từ

ở các đômen trong toàn khối sẽ sắp xếp hỗn độn không theo trật tự nhất định hay không có phương nào ưu tiên Vì vậy, tổng độ từ hoá của toàn khối vẫn bằng 0

+ Nếu ta đặt từ trường ngoài vào vật liệu lúc này sẽ xuất hiện 2 hiện tượng xảy ra đó là:

- Sự lớn dần của các đômen có mômen từ theo phương từ trường

- Sự quay của các đômen từ theo hướng từ trường

Khi tăng dần từ trường đến mức đủ lớn lúc này xuất hiện hiện tượng bão hoà từ, khi đó tất cả các mômen từ sẽ sắp xếp song song với nhau theo chiều của từ trường tác dụng và trong vật liệu chỉ có một đômen duy nhất Nếu khi

ta ngắt từ trường ngoài, các mômen từ lại có xu hướng trở về với hướng ban đầu và lại tạo thành các đômen Tuy nhiên các đômen này vẫn còn tương tác với nhau do vậy tổng môn men từ trong toàn khối không thể bằng 0 mà bằng một giá trị khác 0, ta gọi đó là độ từ dư (remanent magnetiration) Điều này tạo thành hiện tượng từ trễ của vật liệu

Hình 1.3 Hình ảnh đômen từ khi không có từ trường ngoài tác dụng và có từ

trường ngoài tác dụng

Nếu muốn khử hoàn toàn mômen từ của vật liệu, ta cần đặt một từ trường ngược sao cho mômen từ hoàn toàn bằng 0, người ta gọi đó là lực kháng từ (coercivity hay coercivity field) Đường cong từ hoá (sự phụ thuộc của từ độ vào từ tường ngoài) của chất sắt từ khác với chất thuận từ ở chỗ nó

có đường cong phi tuyến tính (chất thuận từ là đường cong tuyến tính) và đạt tới bão hoà khi đường cong đó đủ lớn

Hình 1.4 Hình vẽ đường cong từ trễ của vật liệu sắt từ

Hình 1.5 Hình vẽ mô tả sự biến đổi nhiệt độ Curie của vật liệu sắt từ

Chất sắt từ luôn có hai đặc trưng cơ bản là đường cong từ trễ và nhiệt độ Curie Tc Trong đó nhiệt độ Curie là nhiệt độ mà ở tại đó chất bị mất trật tự

và khi T>Tc chất trở thành chất thuận từ, T<Tc chất trở thành chất sắt từ Nhiệt độ Tc còn được gọi là nhiệt độ chuyển pha giữa chất sắt từ-chất thuận

từ Tc là một thông số đặt trưng cho chất (thông số nội tại) như hình 1.5

Ví dụ một số chất có nhiệt độ Curie như dưới đây: Fe:1043K; Co:1388K; Ni: 627K; Gd: 292.5K

Trong lĩnh vực ứng dụng thực tế người ta phân biệt vật liệu từ thành vật liệu từ cứng, vật liệu từ mềm, vật liệu ghi từ Chúng khác biệt nhau ở khả năng tồn giữ từ tính sau khi được từ hoá Để đặc trưng tính chất của các loại vật liệu này người ta thường dùng đường cong từ trễ như hình 1.4

1.1.3.1 Vật liệu từ cứng

Hình 1.6 Hình ảnh một số ứng dụng của vật liệu từ cứng

(a) Nam châm vĩnh cửu

(b) Bệ phóng tàu con thoi tương lai

Vật liệu từ cứng là vật liệu khó bị từ hóa và cũng khó bị khử từ (có nghĩa

là từ tính có thể giữ được tốt dưới tác dụng của trường ngoài) Một ví dụ đơn giản của vật liệu từ cứng là các nam châm vĩnh cửu Vật liệu từ cứng có lực

kháng từ Hc lớn (Hc >100 Oe), nhưng chúng thường có từ độ bão hòa Ms

không cao và nhiệt độ Curie cao

Tính "cứng" của vật liệu từ cứng đến từ tính dị hướng từ và liên quan đến năng lượng từ có được do tính đối xứng tinh thể của vật liệu Tức là, thông thường các vật liệu từ cứng thường có cấu trúc tinh thể có tính đối xứng kém (bất đối xứng) ví dụ như tứ giác, hay lục giác Do khả năng giữ lại từ tính, nên vật liệu từ cứng được dùng làm vật liệu giữ năng lượng (nam châm vĩnh cửu) và lưu trữ thông tin (ổ đĩa cứng, đĩa từ ) Nói đến khả năng tích trữ năng lượng, ta phải nhắc đến một thông số của vật liệu từ cứng là tích năng lượng từ (B.H)max (có đơn vị là đơn vị của mật độ năng lượng J/m3

), là năng lượng cực đại có khả năng tồn trữ trong một đơn vị thể tích vật thể Để

có (BH)max lớn, cần có lực kháng từ lớn, có từ độ cao và đường trễ càng lồi càng tốt Đơn vị thường dùng của (BH)max là GOe, 1 MGOe=8 kJ/m3

Ngoài ra còn có rất nhiều loại nam châm khác nhau với những tính chất khác nữa Tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng mà người ta chết tạo ra các loại nam châm khác nhau Những lĩnh vực chủ yếu ứng dụng của các nam châm

là làm loa điện, môtơ điện, các thiết bị đo điện

1.1.3.2 Vật liệu từ mềm

Vật liệu từ mềm, không phải là các chất mềm về mặt cơ học, mà "mềm"

về phương diện từ (tức là dễ bị từ hóa và khử từ) Vật liệu từ mềm có đường cong trễ hẹp (lực kháng từ Hc nhỏ, chỉ cỡ dưới 100 Oe) nhưng lại có từ độ bão hòa Ms rất cao, có độ từ thẩm lớn, nhiệt độ Curie thấp nhưng từ tính lại

dễ dàng bị mất đi sau khi ngắt từ trường ngoài Các vật liệu từ mềm chủ yếu

là sắt tinh khiết, sắt kỹ thuật điện, thép ít carbon, hợp kim FeSi, FeNi, FeCo, FeNiMo, FeBSi , các loại ferit MnZn, NiZn, MnMg

Đặc trưng mà người ta quan tâm đến vật liệu từ mềm là tổn hao trễ và tổn hao xoáy:

- Tổn hao trễ: Sinh ra do sự mất mát năng lượng trong quá trình từ hóa, được tính bằng diện tích của đường cong từ trễ Do vậy, vật liệu sắt từ mềm "xịn" có đường trễ càng hẹp càng tốt

- Tổn hao xoáy: Do các dòng Foucalt sinh ra trong trường xoay chiều làm nóng vật liệu, năng lượng này tỉ lệ thuận với bình phương tần số từ trường, tỉ lệ nghịch với điện trở suất của vật liệu

Hình 1.7 Hình ảnh một số ứng dụng của vật liệu từ mềm

(a) Hình ảnh bên trong của một máy biến thế

(b) Hình ảnh nam châm điện đầu tiên làm từ một lõi sắt non

Điều này lý giải tại sao dù có phẩm chất rất cao, những lõi tôn Si chỉ có

thể sử dụng trong từ trường tần số thấp (thường là 50-100Hz) do chúng có điện trở suất rất thấp, trong khi các ferrite lại sử dụng được trong kỹ thuật cao tần và siêu cao tần dù có phẩm chất kém hơn nhiều (vì chúng là gốm, có điện trở suất rất lớn tới 106Ωcm, làm giảm tổn hao xoáy) Nhiều loại vật liệu có tính từ giảo được sử dụng làm thiết bị siêu âm

Các đường cong từ trễ ở hình 1.8 là một trong nhiều cách phân chia tương đối giữa vật liệu từ cứng và vật liệu từ mềm Từ đây ta có thể thấy rằng

diện tích đường cong từ trễ của vật liệu từ cứng lớn hơn diện tích đường cong

Hình 1.9 Hình ảnh ứng dụng của vật liệu ghi từ

Hình 1.10 Hình ảnh mô tả cấu trúc từ của vật liệu phản sắt từ, gồm 2 phân

mạng spin đối song và bằng nhau

Cơ chế của tính phản sắt: Vật liệu phản sắt từ được liệt vào nhóm vật liệu

có trật tự từ Đôi khi, cũng có người gọi vật liệu phản sắt từ là vật liệu phi từ bởi từ tính của chúng cũng yếu Tính chất phản sắt từ bắt nguồn từ tương tác trao đổi giữa các spin Nếu như tương tác trao đổi trong các vật liệu sắt từ là tương tác trao đổi dương, làm cho các spin song song nhau thì tương tác trao

song với nhau Để nghiên cứu rõ ràng các tính chất của các phân mạng này, phương pháp nhiễu xạ neutron thường được dùng để khảo sát do neutron không có điện tích, nhưng có mômen từ nên gây ra các tán xạ trên các phân mạng từ

Vật liệu phản sắt từ có các tính chất cơ bản như: Ở không độ tuyệt đối (0 Kelvin), các spin của vật liệu phản sắt từ sắp xếp đối song song nhau nên từ

độ Nhiệt độ tăng dần dẫn đến việc phá vỡ trật tự từ kiểu phản song song làm tăng độ từ hóa (và độ cảm từ χ) của vật liệu phản sắt từ Từ trường ngoài cũng là nguyên nhân phá vỡ trật tự phản song song của vật liệu

Hình 1.11 Hình ảnh mô tả sự liên kết phản sắt từ trong các màng mỏng đa

lớp valse spin trong ổ đĩa cứng

Vật liệu phản sắt từ được đặc trưng bởi nhiệt độ Néel (cũng giống như nhiệt độ Curie trong chất sắt từ) là nhiệt độ mà tại đó trật tự phản sắt từ bị phá vỡ và vật liệu sẽ chuyển sang tính chất thuận từ Ở dưới nhiệt độ Néel, vật liệu sẽ mang tính chất phản sắt từ Nếu ta đo sự phụ thuộc của hệ số từ hóa (độ cảm từ χ) vào nhiệt độ của chất phản sắt từ thì tại nhiệt độ Néel sẽ xuất hiện một cực đại, hay nói cách khác có chuyển pha tại nhiệt độ Néel